[实用新型]一种使电动摩托车自动直立的硬件系统

说明书

本实用新型提出一种使电动摩托车自动直立的硬件系统，包括向两轮电动摩托车自动输出自平衡力矩以保持车身直立的自平衡系统，所述硬件系统包括直立控制部和自动直立系统；所述自动直立系统包括以车身为摆动立杆的飞轮倒立摆机构；所述飞轮倒立摆机构包括车身处的飞轮电机17和竖向的惯性系统飞轮18；所述直立控制部对车身姿态进行监测，若车身需要维持直立姿态，则直立控制部控制飞轮电机对惯性系统飞轮施力，并使施加于惯性系统飞轮的电机力在车身处形成驱动车身竖向摆动以维持直立姿态的力矩；本发明能在无人干预的情况下，确保车体始终保持在直立姿态的平衡状态，极大提高车辆稳定性，减小车辆侧翻的发生。

技术领域

本实用新型涉及两轮车辆技术领域，尤其是一种使电动摩托车自动直立的硬件系统。

背景技术

两轮电动摩托车是人们出行的常用工具，如何使这种两轮车辆可以在无人干预的情况下自动维持直立姿态，是一个研究方向。

发明内容

本实用新型提出一种使电动摩托车自动直立的硬件系统，能在无人干预的情况下，确保车体始终保持在直立姿态的平衡状态，极大提高车辆稳定性，减小车辆侧翻的发生。

本实用新型采用以下技术方案。

一种使电动摩托车自动直立的硬件系统，包括向两轮电动摩托车自动输出自平衡力矩以保持车身直立的自平衡系统，所述硬件系统包括直立控制部和自动直立系统；所述自动直立系统包括以车身为摆动立杆的飞轮倒立摆机构；所述飞轮倒立摆机构包括车身处的飞轮电机17和竖向的惯性系统飞轮18；所述直立控制部对车身姿态进行监测，若车身需要维持直立姿态，则直立控制部控制飞轮电机对惯性系统飞轮施力，并使施加于惯性系统飞轮的电机力在车身处形成驱动车身竖向摆动以维持直立姿态的力矩。

所述电动摩托车包括内置主控制器MMCU的运动控制部；所述飞轮电机为三相无刷电机；

所述直立控制部包括动量轮驱动控制部MDRI、次控制器SMCU、直立系统位姿传感器SSENSOR；所述直立系统位姿传感器安装于电动摩托车车身的中轴线处；

所述直立控制部STA通过主控制器与运动控制部通信，获取摩托车当前工况，所述摩托车当前工况包括车辆是否直立、车辆前进速度和车辆转向状态；所述主控制器与次控制器通信以获取当前车体姿态；

所述主控制器通过动量轮驱动控制部控制飞轮电机，控制飞轮电机的驱动信号为PWM，且通过Clark变换和Park变换对飞轮电机的矢量控制；

所述次控制器经直立系统位姿传感器测量车身的加速度和角速度数据，并对数据进行解析以获取当前车身姿态数据；所述车身姿态数据包含当前车身倾斜角度、当前车身运动角速度，次控制器将当前车身姿态数据传输到主控制器；

所述主控制器通过自平衡算法，解析当前车身姿态数据所需的恢复直立力矩，并转换为对应的动量输出作业；

所述动量轮驱动控制部根据主控制器得出的动量输出作业来控制电机向惯性系统飞轮输出相应动量；以使电机驱动飞轮的反作用力在车身处形成可使车身维持直立姿态的力矩；所述力矩以车身为力臂，以车轮与地面的支点为矩心；

所述直立控制部还通过连接器与运动控制部连接，并从运动控制部获取电能。

所述飞轮电机的三相无刷电机驱动部分采用分立原件搭建而成，选用MOS管搭建的3个独立的H桥桥臂，实现对三相电机的精准控制。

所述电动摩托车还包括转向控制输出器和前进运动输出器；所述硬件系统还包括对电动摩托车的自平衡系统维护作业进行数据校准的可拆卸飞轮替换系统REP；所述可拆卸飞轮替换系统包括与运动控制部相连的连接器MOTI，还包括电池连接器BAT、开关接口SW、传感器接口SENSORI、转向控制器输出接口DIRI、前进运动控制器输出接口MOT以及独立的EEPROM存储器；